Контрольная работа: Безопасность эксплуатации электрического оборудования открытого распределительного устройства напряжением 330 кB

3. Защитное заземление

Исходные данные для расчета защитного заземления ОРУ:

1. Номинальное напряжение заземленного оборудования U_н = 330 кВ.

2. Ток однофазного замыкания на землю I_з = 12920 А (из расчетов токов короткого замыкания на ОРУ напряжением 330 кВ).

3. Сеть выполнена с эффективно заземленной нейтралью.

4. Площадь занимаемая заземлителем S = 179 × 143 = 25597 м² (площадь территории ОРУ).

5. Расчетные удельные сопротивления верхнего и нижнего слоев земли r_рас1 = 100 Ом ·м (суглинок); r_рас2 = 40 Ом·м (глина). Толщина верхнего слоя H= 1,8 м.

6. В качестве естественных заземлителей используем систему трос-опоры трёх отходящих от ОРУ воздушных линий напряжением 330 кВ на металлических опорах с длиной пролета L= 325 м. Каждая линия имеет n_тр = 2 грозозащитных троса сечением S_тр = 50 мм² .

Расчёт

Определим требуемое сопротивление заземлителя. Согласно ПУЭ для сети с эффективно заземленной нейтралью заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом, включая сопротивление естественных заземлителей. Примем допустимое значение заземляющего устройства 0,5 Ом. Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю не должно превышать 10 кВ.

Определим сопротивление естественного заземлителя:

Ом

где R_оп = 15 Ом - наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства опор при удельном сопротивлении земли 100 Ом ·м [таб.2.5.22.,Л.4]. При сопоставлении R_е и R_з видно, что R_е > R_з (1,35> 0,5), следовательно, необходимо параллельно с естественным заземлителем установить искусственный заземлитель. Определим требуемое сопротивление искусственного заземлителя:

Ом

Заземлитель выполняем из горизонтальных полосовых электродов сечением 4х40 мм и вертикальных стержневых электродов длиной = 5м размещённых по периметру заземлителя, через 10 м диаметром d =12 мм; глубина заложения электродов в землю h = 0,8 м.

Составим схему заземления (рис.1).

М=1:1000

Рис. 1. План расположения заземлителей на территории ОРУ напряжением 330 кВ

По предварительной схеме определим суммарную длину горизонтальных и количество вертикальных электродов.

Суммарная длина горизонтальных полосовых электродов составляет 16 полос длиной 143 м и 11 полос длиной 179 м каждая (рис.1.):

L_г = 16 · 140 + 17 · 180 = 5300 м.

Число вертикальных стержневых электродов исходя из предварительной схемы: n_в = 64 шт.

Составим расчётную модель заземлителя в виде квадратной сетки с площадью равной площади предварительной схемы заземления S = 25200 м² . Длина одной стороны модели будет м.

Количество ячеек по одной стороне расчётной модели заземлителя:

шт.

Примем m=16 шт.

Уточним суммарную длину горизонтальных электродов:

м

Длина стороны ячейки модели:

м